[发明专利]一种锡-锌合金电镀方法

说明书

技术领域

本发明涉及锡-锌合金电镀方法。

背景技术

电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用。

利用电解作用在机械制品上沉积出附着良好的、但性能和基体材料不同的金属覆层的技术。电镀层比热浸层均匀，一般都较薄，从几个微米到几十微米不等。通过电镀，可以在机械制品上获得装饰保护性和各种功能性的表面层，还可以修复磨损和加工失误的工件。

六价铬镀层具有光亮、坚硬、抗变色、耐热、耐磨等特点，在大气的条件下，能长久地保持原来的光泽；在酸、碱中都具有很高的化学稳定性，是一种理想的镀层，在装饰性和功能性方面都得到了满意的效果。六价铬电镀的缺点也是很明显的：镀铬的阴极电流效率极低，仅有8%～16%，大量氢气的析出形成酸雾，对环境和工人的健康造成损害；六价铬不能自然降解，它在生物和人体内蓄积，造成长期的危害。在所有的电镀工艺中，六价铬电镀的分散能力和覆盖能力最差，对于形状比较复杂的零件必须采用象形阳极，才能保证镀层的均匀性。随着人们环保意识的增强，六价铬电镀工艺的改革势在必行。为了取代重污染的六价铬电镀，人们进行了许多研究，主要是三价铬电镀。低毒、低污染是三价铬电镀的最大优点，其毒性只有六价铬化合物的1%左右；无铬雾逸出，镀铬工人不会产生相关的职业病；Cr³⁺的废水处理比Cr⁶⁺简单，省略了Cr⁶⁺的还原步骤，只要将废水pH调到8左右，Cr3+就能成为氢氧化物而沉淀分离；Cr³⁺的废水处理综合费用只有Cr⁶⁺镀液的20％左右。

镉镀层被认为是最好的耐蚀性镀层。但电镀镉工艺由于有毒，并且存在严重的污染间题，因此研究和开发多元合金电镀层取代镀镀层是电镀中主要研究的课题之一，而锡一锌镀层则是一种性质优良的高耐蚀性二元合金镀层。

锡锌合金镀层为银白色，光亮、细致柔软、可抛光，经钝化处理后为无色或淡黄色。它兼具锡和锌两种金属的优点，其电位在锡和锌之间，具有良好的耐氯离子腐蚀的性能，可替代耐海水腐蚀的镉镀层，降低成本，减轻污染。此外，它还具有良好的焊接性能，在700℃高温下不变形，不脱皮。因此，可广泛应用于航空、航海、机械、电子等领域。

目前，活的锡-锌合金的电镀体系有多种：氰化物体系、氟硼酸体系、焦磷酸盐体系、葡萄糖酸盐体系和柠檬酸盐体系。国内主要应用的是氰化物、焦磷酸盐体系。氰化物体系污染严重，且镀液不稳定，致使镀层质量较差。这主要是由于二价锡在水溶液中易氧化成四价锡，引起镀层浑浊，因此，必须加入适当的稳定剂和添加剂，提高金属离子在阴极放电的过电位，以得到性能优异的镀层。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种锡-锌合金电镀方法，通过选择镀浴温度和阴极电流密度等，并使用特定的锡-锌合金镀浴，从而得到一种锡-锌合金电镀方法，所述方法电镀后得到的锡-锌合金镀层耐腐蚀性强，可减少污染，为代镉的理想镀层。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

所述锡-锌合金电镀方法，其特征在于，所述方法在以下的条件下进行：

镀浴温度：15～25℃，

镀液的搅拌速度：50~200m/min，以及

阴极电流密度：5～100A/dm²。

作为优选方案，所述方法在以下的条件进行：

镀浴温度：15～25℃，

镀液的搅拌速度：70~180m/min，以及

阴极电流密度：20～80A/dm²。

作为进一步的优选方案，所述方法在以下的条件进行：

镀浴温度：18～23℃，

镀液的搅拌速度：100~150m/min，以及

阴极电流密度：30～70A/dm²。